導入演示実験(光)
352-001 炎色反応(バーナーを使う)
■準備物:霧吹き,薬品(炎色反応)、直視分光器、バーナーまたはアルコールランプ。
◆演示法:炎色反応の炎を直視分光器で観察する。
注意:バーナーの炎は無色に近い状態にしておく。
教室は暗幕で暗くしておく。
バーナー付近が溶液で濡れる。
352-002 光の回折と干渉
■準備物:,ガスレーザー,CD,スタンド,スクリーン。
◆演示法:ガスレーザーとCDによる回折格子。コンパクトディスクまたは
レーザーディスクは反射型の回折格子としての性質をもち,通常のグレーチングより
取り扱いや実験が容易である。溝の間隔は約1.6μm(600本/1mm)で
あることが波長のわかっているレーザーにより測定できる。
スクリーンとCDの距離は20〜30cmとれば充分。教卓上の
CDから黒板に貼った白紙に映す。注意深くみると,ピットの
間の干渉も見られ,これは結晶のラウエ写真に相当する。
352-005 光の回折と干渉
■準備物:ガラスグレーチング( 1000 本 / 10 mm 程度 )、OHPとスクリーン
厚紙( 30 cm x 30 cm の厚紙に 幅 3 〜 5 mm のスリットを作ったもの)
暗幕(少なくとも教室の半分を暗くしておかなければならない)
◆演示法:図のように、グレーチングを集光レンズの上に置く。
フレネルレンズの上に厚紙を置いて投影すると、スクリーン
に数本から10本程度の明るい線が映り、中央寄りから外へ
青から赤の順番に色づく。a・sinθ=m・λ をうまく説明できる。
※ レーザー光の回折は簡単ではあるが、波長に応じて回折角が
変わることを見せることができない。この方法は、波長による変化の
デモ実験に最適で、美しい色つき模様を見て生徒は驚く。
352-006 光の回折と干渉
■準備物:ガスレーザー( He−Ne、6328 オングストローム)
CD、スタンド、B4程度の厚紙、物差し、分度器
◆演示法:図のように組み立てて、光源の高さと0次の反射光の高さが同じ
になるように調節する。CDの内側の縁で反射させると良い。
水平方向には、隣り合った溝に対応する回折光が現れ、
鉛直方向には、ピット間隔に対応する回折光が観察される。
1) CD記録溝の間隔
上の図において、acosθ1−acosθ2 = λ であるから、
θ1 = 50゚ 、θ2 = 75゚ とすると、a= 1.7 μm
2) ピット間の間隔
鉛直方向の明点の間隔が 0.25 cm、 CDからスクリーンまでの距離が
14.5 cm であったので、 bsinθ=λ から、
b= 3.7 μm であることが求められる。
353-001 光の屈折
■準備物:レーザー光源、三角プリズム、スクリーン(教室の壁面)
◆演示法:レーザー光源の光を壁面に当てておき、プリズムを挿入すると、
点線の方向に進路が変わる。
353-002 光の分散
■準備物:三角プリズム、OHP、厚紙
教室を半暗室にする。
◆演示法:フレネルレンズから出る光を
厚紙で隠して制限し、集光レンズの位置にプリズムを置く。
スクリーン上には美しい虹が現れ、光の分散が観察できる
天候によらずに、虹を作れる。